机械设备设施安全 PPT课件

机械设备设施安全,1,所谓机械：是指机器、机构的泛称，是由若干相互联系的零部件按照一定规律装配起来的，能够完成一定功能的装置。是任何类型和大小的“技术实体”，即包括工具、旋转机械和静止设备。也包括单一设备和某一设备的其中一部分。一般机械装置是由电气元件来实现自动控制的。机械是现代生产和生活中必不可少的装备，机械在给人们带来高效、快捷、方便的同时，在其制造、安装、使用、维护过程中，也会带来挤压、切割、打击、冲击、摩擦等机械伤害和触电、噪声、高温、高压、振动、辐射等非机械伤害。,2,第一节分类,机械设备种类繁多，不同设备具有不同运动特点。机械设备由驱动装置、传动装置、工作装置、制动装置、防护装置、控制系统、润滑系统和冷却系统等部分组成。机械行业设备主要有：（1）工业用机械设备：金属切削机床、锻压机械、铸造机械、冲压机械、木工机械等。（2）炊事机械：绞肉机、馒头机、压面机、切菜机等。（3）农业机械：拖拉机、收割机、播种机、插秧机等。（4）工程机械：混凝土机械、挖土机、压实机、叉车、铲土运输机等。（5）化工机械：反应釜、炼焦机、石油钻采机械、制药机械塑料加工机械等。（6）汽车：载荷汽车、公路客车、专用改装车、等。,3,（7）仪器仪表：光学仪器、自动化仪表、电教设备、汽车仪器仪表、照相设备、电工仪器仪表等。（8）矿山机械：冶金机械、起重机械、装卸机械、水泥设备等（9）电工机械：发电设备、变压器、高低压开关、电焊机、变压器、家用电器等。（10）包装机械：包装机、输送机、装箱机等。（11）环保机械：水污染防治机械、大气防治机械、固体废弃物处置设备等（12）其他机械此外，非机械行业的产品有铁道机械、建筑机械、纺织机械、轻工机械、船舶机械等,4,第二节机械设备的危险部位及预防对策,一、风险影响因素风险的大小取决于具体情况：机械的类型、用途、使用方法、出入现场的难易程度、主管人员的素质等都是相关因素。风险的大小也和在这种条件下的人员的知识、技能与工作态度有关；同时还与人们对危险的了解程度和所采取的避免危险的技能有关。判断什么是危险，什么时候会发生危险，并使管理人员和设备操作者具有这种能力，是十分重要的。二、机械设备的危险部位机械设备可造成碰撞、剪切、挤压、刺割、卷入等多种伤害，其主要危险部位有：（1）旋转部件和成切线运动部件间的咬合处，如：动力传输皮带和皮带轮、链条和链轮等、齿轮和齿条；,5,（2）旋转的轴，如：联轴器、卡盘、光杠、丝杠等；（3）旋转的凸出部分和孔洞部分，如：风扇叶、凸轮、飞轮等；（4）对向旋转部件的咬合处，如：齿轮啮合、混合辊等；（5）旋转部件和固定部件的咬合处，如：辐条手轮或飞轮和机床床身、旋转搅拌机和无防护开口外壳搅拌装置等（6）接近类型，如：锻锤、动力压力机的滑枕、冲床等（7）通过类型，如：金属刨床、剪板机等（8）单项滑动部件，如：带锯边缘的齿、凸式运动带等（9）旋转部件与滑动之间，如：纺织机械、平版印刷机面上的机构等。,6,三、机械设备的安全防护措施为保证机械设备的安全运行、作业人员的安全和健康，机械设备所采取的安全防护措施有：（1）直接安全技术措施：即在设计阶段，考虑消除机械设备本身的不安全因素；（2）间接安全技术措施：即在机械设备上采用和安装各种安全防护装置，控制或防护设备在使用过程中产生的不安全因素；（3）指导性安全措施：即制定机械设备安装、使用、维修等的安全规定，在危险部位或醒目部位设置安全标志，以提示或指导操作程序，从而保证安全。四、机械传动及其防护措施机械设备上常见的传动机构有：,7,齿轮啮合机构、皮带传动机构、联轴器等。这些机构高速运转，人体任何部位接触都有可能被带入而造成人员伤害事故，因此有必要对传动机构危险部位进行防护，以保护作业人员的安全。,在齿轮传动机构中，两轮开始啮合的地方是最危险的部位，如图11所示；皮带传动机构中，皮带开始进入皮带轮的部位是最危险的，如图12所示；联轴器上裸露的凸出部分极易勾住作业人员衣物等，造成人员伤亡，如图3所示。,8,1.齿轮啮合传动的安全防护齿轮传动有齿轮（直齿、斜齿、伞齿、齿轮齿条等）啮合传动、蜗轮蜗杆传动、链条传动等。齿轮传动应设置全封闭型的防护装置，及其外部绝不应有裸露的啮合齿轮。虽然有的啮合齿轮出于作业人员不常到的地方，但维修保养设备时，极有可能与其接触，从而带来不必要的伤害，在设计和制造机器设备时，应尽量将齿轮传动装入机座内，不使其外露。对于一些历史遗留下来的老设备，在检查中如发现有啮合齿轮外露，应进行整改，加上防护罩。齿轮传动机构无防护罩不得使用。防护装置的材料可用钢板或铸铁，必须牢固可靠，保证机器在运转过程中不发生振动。同时要求防护装置设置合理，防护罩的外壳与传动机构的外型相适应，便于开启，便与机器的维护保养。未引起人们的注意，防护罩的内壁应涂成红色，最好装电气联锁，使防护装置在开启的,9,状态下及其停止运转，否则只能用专用工具才能拆开。此外，防护罩壳体本身不应有尖角锐边，并尽量使之既不影响机器美观，又能起到安全防护作用。2.带传动的安全防护带传动的传动比精度不如齿轮传动，但远距离传输要优于齿轮传动，另外当过载时，带易打滑，可以起到过载保护作用。带传动机构具有传动平稳、噪声小、结构简单、使用维护方便等特点，因此广泛应由于机械传动中。但是，由于带传动磨擦后易产生静电放电现象，故不适用于容易发生燃烧爆炸的场所。,图15箭头指向入口处为危险部位,10,带传动机构的危险部分是带的接头处及进入带轮的入口处，如图14、15箭头所指部位，对这些部位应加以防护。其中，皮带传动机构的防护罩可以是密闭的防护罩，也可以使防护网，还可以采取防护栏。防护罩与皮带的距离不应小于50mm，设计应合理，不应影响设备的运行一般情况下，传动机构离地面2m以下，应设置防护罩。但是在下列4种情况下，即使在2m以上也应加防护罩：（1）传动机构离地面2m以上，但与走台或者检修平台的距离不足2m；（2）皮带轮中心距之间的距离在3m以上；（3）皮带宽度在15cm以上；（4）皮带线速度在9m/min以上。这样，可以有效避免皮带断裂后伤人。3.联轴器等的安全防护,11,一切凸出于轴面而不平滑的物件（连接销、键、楔、紧固螺钉等），均增加了轴的危险性，易于勾挂作业人员，从而造成伤害。因此对联轴器的安全要求是没有凸出部分，但这并没有消除安全隐患。通常采取加防护罩的方法，常见的是“”型防护罩。轴上的键及紧固螺钉应加以防护，螺钉一般应采用沉头螺钉。第三节机械伤害类型及预防对策机械设备在正常工作状态、非正常工作状态乃至非工作状态下都存在危险。在正常工作状态下，执行预定功能所必须具备的运动要素可能造成伤害。如：零部件的相对运动，工件、刀具的运转，设备运转过程中产生的噪声、振动，设备使用的能源电力等，这些在设备正常工作状态下，存在碰撞、切割、恶化环境、电击等对作业人员安全和健康不利的危险因素,12,非正常工作状态，是指在设备运转过程中，由于各种原因引起的意外状态，包括故障状态和维修保养状态。设备故障，不仅可能造成局部或整机停止运转，还可能对作业人员构成危险，如电气故障，可能导致设备不停机或设备功能紊乱；装夹装置自锁功能失效，会导致工件飞出造成物体打击；速度或压力控制系统出现故障会导致速度或压力失控的危险。机械设备的维修保养一般在停机状态下进行，但其作业的特殊性有时迫使检修人员采取一些非常规的做法，如：带电维修，将安全装置短路，进入正常操作不容许进入的危险区域等。（一）机械伤害的类型在机械行业，常见的伤害类型有以下14种：（1）物体打击：指物体在重力或其他外力的作用下产生运动，打击人体而造成人身伤亡事故。不包括主体机械设备、车辆、起重机械、坍塌等引发的物体打击。,13,（2）车辆伤害：指企业机动车辆在行驶中引起的人体坠落和物体倒塌、飞落、挤压等造成的伤害事故，不包括起重提升、牵引车辆和车辆停驶时发生的事故。（3）机械伤害：指机械设备运动或静止部件、工具、工件直接与人体接触引起的挤压、碰撞、冲击、剪切、卷入、绞碾、甩出、切割、切断、刺扎等伤害，不包括车辆、起重机械引起的伤害。（4）起重伤害：指各种起重作业（包括起重安装、检修、试验）中发生的挤压、坠落、物体（吊具、吊物）打击等。（5）触电：指各种设备、设施的触电，电工作业时的触电，雷电等。（6）灼伤：指火焰烧伤、高温物质烫伤、化学灼伤（酸、碱、盐、有机物等引起的体内外的灼伤）、物理灼伤（光、放射性物质引起的体内外的灼伤）。不包括电灼伤和火灾引起的烧伤。（7）火灾：指火灾引起的烧伤和死亡。,14,（8）高处坠落：只在高处作业中发生坠落造成的伤害事故，不包括触电坠落事故。（9）坍塌：指物体在外力或重力作用下，超过自身的强度极限或因结构稳定性破坏而造成的事故，如挖沟时的土石塌方、脚手架坍塌、堆放物倒塌、建筑物坍塌等，不适用于矿山冒顶片帮和车辆、起重机械、爆破引起的坍塌。（10）火药爆炸：指火药、炸药及其制品在生产、加工、运输、储存中发生的事故。（11）化学性爆炸：指可燃气体、粉尘等与空气混合形成爆炸混合物，接触引爆源发生的爆炸事故（包括气体分解、喷雾爆炸等）。（12）物理爆炸：包括锅炉爆炸、压力容器爆炸等。（13）中毒和窒息：包括中毒、缺氧窒息、中毒窒息等。（14）其他伤害：指除上述以外的伤害，如摔、扭、挫、擦等伤害。,15,二、实现机械安全措施实现机械安全的措施有：1.实现机械设备的本质安全（1）消除产生危险的原因；（2）减少或消除接触机械的危险部位；（3）使人们难以接近机器的危险部位（或提供安全装置，使得接近这些部位不会导致伤害）；（4）提供保护装置或者防护服。上述措施可以单独采用，也可综合采用。2.保护操作者和有关人员的安全措施（1）通过培训，提高人们辨识危险的能力；（2）通过对机械设备的重新设计，使危险部位更加醒目，危险得到有效控制或者使用警示标志；（3）通过培训，提高作业人员避免伤害的能力；（4）采取必要的行动增强避免伤害的自觉性。,16,三、通用机械安全设施的技术要求1.安全设施的设计要素设计安全装置时，设计者应考虑以下因素，让作业人员健康舒适地作业，使人的疲劳减小到最低。（1）合理布置各种操作控制装置；（2）正确选择工作平台的位置和高度；（3）优先提供座椅；（4）出入作业地点方便；（5）有合理的作业空间。在无法通过设计来做到本质安全时，应通过设计安全装置来消除危险或采取相应的设施来控制有害因素。设置安全装置应考虑以下因素：（1）应有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性；（2）对机器可靠性的影响；（3）可视性（从操作及安全的角度来看，机器的危险部位应有良好的可视性）；（4）对其他危险的控制，例如选用特殊材料控制噪声的强度。,17,2、机械安全防护装置的一般要求（1）安全装置应结构简单、布局合理，不得又锐边和尖棱尖角；（2）安全防护装置应有足够的强度、刚度、稳定性、可靠性，抗疲劳性、耐腐蚀性，以确保安全；（3）安全防护装置应与设备的旋转部分联锁，以保证安全装置不起作用前，设备能运转，防护装置材料及至运转部件的距离，应符合GB/T8196规定；（4）光电式、感应式等安全装置应设置本身出现故障时的报警装置；（5）紧急停止开关应保证瞬时动作时，能终止设备的一切运动，对有惯性运动的设备，急停开关应与制动器或离合器联锁，以保证迅速终止运行，急停开关的形状应区别于一般开关，颜色应为红色，急停开关的布置应保证作业人员易于触及而不发生危险，设备由急停开关停止后，必须按启动顺序重新启动才能重新运转。,18,3、对机械设备安全防护罩的要求（1）只要作业人员可能触及到的传动部件，在防护罩闭合前，传动部件不能运转；（2）采用固定防护罩时，作业人员不应触及到运转中的活动部件；（3）防护罩与或动部件有足够的间隙，避免护罩与活动部件之间出现任何接触；（4）防护罩应牢固地固定在设备或其基础上，拆卸、调节时应使用专用工具；（5）开启式防护罩打开时或部分失效时，应使活动部件不能运转或运转中的部件停止运动；（6）使用防护罩不应给生产场所带来新的危险；（7）防护罩不应影响操作，在正常操作或维护保养时不需要拆卸；（8）防护罩应牢固可靠，以免与或动部件接触造成损坏和工件飞脱造成伤害；,19,（9）防护罩一般不准脚踏和站立，必须做平台或阶梯时，平台或阶梯应能承受1500N的垂直力，并有防滑措施。4、对机械设备安全防护网的技术要求防护罩应尽量采用封闭结构，当现场需要采用网状结构时，应满足GB/T8196对安全距离的规定表11不同网眼开口的安全距离mm,20,第四节机械安全设计机械安全设计是指在机械设计阶段，从零部件材料到零部件的合理形状和相对位置，限制操纵力、运动件的质量、速度到减少噪声和振动，采取本质安全技术与动力源，应用零部件间的强制机械作用原理，履行安全人机工程学原则等多项措施，通过选用适当的设计结构，尽可能的避免或减小危险。也可通过提高设备的可靠性、机械化或自动化，及采取在危险区域之外的作业、维修等措施，避免或减小危险。一、本质安全本质安全是通过机器的设计者，在设计阶段采取措施来消除机械危险的一种安全方法。这其中包括：在设计中消除危险的部件；使作业人员不能接触到危险的部件；减少在危险区域内处理工件的需求；提供自动反馈设备并使运动的部件处于密封状态之中等。,21,（1）采取本质安全技术。是指利用该技术进行机械预定功能的设计和制造，不需要采取其他安全防护措施，就可以在预定条件下执行机械的预定功能是满足机械自身的安全要求。包括：避免锐边、尖角或凸出部分，保证足够的安全距离，确定有关物理量的限制，使用本质安全工艺和动力源。（2）限制机械应力。机械零件的机械应力不超过许用值，并保证足够的安全系数（3）提交材料和物质的安全性。用以制造机械的材料、燃料、加工材料和辅料在使用期间不得危及作业人员的安全与健康。材料的力学特性，如抗拉、抗剪、抗阻、抗弯强度和韧性等应满足执行预定功能的载荷作用要求，材料应能适应预定的环境条件，如抗腐蚀性、耐老化、耐磨损的能力。应避免采用有毒的材料或物质，应能避免机械本身或由于使用某种材料而产生的气体、液体、粉尘、蒸汽或其他物质造成的火灾和爆炸。,22,（4）满足人机工程学原则。在设计中，通过合理分配人机功能，适应人体特性、人机界面设计、作业空间的布置等方面满足人机工程学原则，提高机械设备的操作性和可靠性，使操作者的体力消耗和心理压力降到最低，从而减小操作失误。（5）设计控制系统的安全原则。机械在使用过程中，典型的危险工况有：意外启动、速度变化失控、运动不能停止、运动机械零部件或工件脱落飞出安全装置功能受阻等。控制系统的设计应考虑各种作业的操作模式或采取故障提示装置，使操作者可以安全地处理。（6）防止液压、气动系统的危险。采取气动、液压、热能等装置的机械，应通过设计来避免这些能量由于意外释放而带来的各种危险。（7）预防电气危害。用电安全是机械安全的重要组成部分，机械中电气部分应符合有关电气安全标准的要求。预防电气危害应注意防止电击、电气火灾、电烧伤、短路、过载和静电。,23,设计中还应考虑设备运行的可靠性，降低故障率，减少操作人员检修设备的频率，采用机械化和自动化技术，尽量让操作人员远离危险。二、控制装置的选择在设计控制、选用控制开关及操作装置时，应遵守下列原则：（1）位置应正确；（2）类型要合适；（3）消除无意启动的危险；（4）方向合理（操作装置的运动方向与机器的运动相协调）；（5）可以根据运动的方向来加以识别；（6）具有明显的识别特征（大小、颜色、感觉）。三、失效安全设计者应该保证当机器发生故障时不出危险。这类装置包括操作限制开关、限置不该发生的冲击及运动的预设制动装置、设置把手和预防下落的装置、失效安全紧急开关等,24,四、维护及隔离方法设计者应考虑到在对及其进行维护和清理时的操作安全问题，在进行常规的调试、加油等工作时，机器的安全装置及其部件不应该被分离或拆除。为此，需要有隔离窗、联锁安全装置，应该对重要的设备设置维护窗口，而对危险的部件进行隔离。对于不易接近的部件，应该设计位自动润滑装置，为防止机器的意外启动，应涉及有自动断开装置，在特殊情况下，需设置“工作许可制”。五、定位安全把机械的部件安置到不可能触及的地点，称为通过定位达到安全。然而，设计者应考虑到在正常情况下，不会触及到的危险部件在某些情况下，会变成可以接触到的可能。例如，借助梯子对机器上漆的情况。六、机器的布置在车间，合理的机器布局形式可以使事故明显减少。安全的布局要考虑如下因素：,25,（1）空间：便于操作、管理、维护、调试和清洁；（2）照明：包括工作场所的通用照明（自然光及人工照明，但要防止眩目）和为机械而特设的照明；（3）管、线布置：不要妨碍在及其附近的安全出入，避免磕绊，有足够的上部空间；（4）维护时的出入安全第五节机械安全装置一、安全装置的类型在工作中，有许多严重的事故是在使用过程中发生的，当设备未做到本质安全时，机器的安全装置则成了最后的防护选择，一种特定的安全装置是否有效，除取决于其设计外，还取决于它与操作过程的关系和机器的用途。机械安全装置按控制方式或作用原理可分为如下类型：,26,1、固定式安全装置在可能的情况下，应通过设计设置防止接触机械危险部位的固定安全装置，装置应能自动地满足机器运行的环境及过程条件，装置的有效型取决于其固定的方法和开口的尺寸，以及在其开启后距危险点应有足够的距离。这些应由国家标准或规范来确定，安全装置应只能由专用工具才能拆卸。2、联锁安全装置联锁安全装置的基本原理是：只有当安全装置关合时，机器才能运转，而只有当机器的危险部件停止运动时，安全装置才能开启。联锁安全装置可采用机械的、电气的、液压的、气动的或组合的形式。在设计联锁装置时，必须使其在发生任何故障时，都不使人暴露在危险之中。3、控制安全装置如果机器的运转可以很迅速地停止，就可以使用控制装置。控制装置的原理是：只有当控制装置完全闭合时，机器才能启动。当操作者接通控制装置后，机器的运行程序才开始工作。,27,如果控制装置断开，机器的运动就会迅速停止，或者反转。通常，在一个